Utilisation du GPS pour l'auscultation topographique de structures d'ingénierie

Pour atteindre les précisions requises dans le domaine des déformations de structures d'ingénierie, les erreurs reliées au GPS doivent être prises en considération. Pour les petites lignes de base (avec une forte dénivelée), les principales erreurs sont le délai troposphérique, les variations du centre de phase, les multitrajets et la diffraction du signal. La première partie de cette thèse traite de l'évaluation des variations des centres de phase des antennes. Pour ce faire, deux méthodes sont présentées. La première en mode absolu avec des mesures en chambre anéchoique et la seconde en mode relatif sur une poutrelle de calibrage. La seconde partie de cette recherche concerne la pondération des observations GPS par la qualité du signal pour atténuer les effets de multitrajets et de diffraction. Trois approches de pondération d'observations sont présentées.

Les corrections pour l'effet du centre de phase des antennes en modes statique et cinématique ainsi que les différentes approches de pondération d'observations GPS sont intégrées dans un même logiciel de traitement. Des tests terrain sont effectués pour évaluer l'apport concret de chacune des approches et pour chaque type de positionnement.

Alternate abstract:

To achieve the required accuracies in the field of deformations of engineering structures, GPS-related errors must be taken into consideration. For small baselines (with steep elevation), the main errors are tropospheric delay, phase center variations, multipaths, and signal diffraction. The first part of this thesis deals with the evaluation of variations in antenna phase centers. To do this, two methods are presented. The first in absolute mode with measurements in an anechoic chamber and the second in relative mode on a calibration beam. The second part of this research concerns the weighting of GPS observations by signal quality to mitigate the effects of multipath and diffraction. Three approaches to weighting observations are presented.

The corrections for the effect of the phase center of the antennas in static and kinematic modes as well as the different GPS observation weighting approaches are integrated into the same processing software. Field tests are carried out to evaluate the concrete contribution of each approach and for each type of positioning.